Циркуляция атмосферы

 

            Классификация типов климата по Алисову

Экваториальный пояс - Экваториальный климат;

 

Субэкваториальный пояс - Субэкваториальный  климат или Тропический муссонный  климат, Муссонный климат на тропических  плато;

Тропический пояс - Тропический климат: Тропический сухой (пустынный) климат, Тропический влажный климат;

 

Субтропический пояс - Субтропический климат: Субтропический внутриконтинентальный климат, Средиземноморский климат, Субтропический муссонный климат, Климат высоких субтропических нагорий, Субтропический океанический климат;

 

Умеренный пояс - Умеренный климат: Внутриконтинентальный умеренный климат, Климат горных районов в умеренных широтах, Умеренный морской климат, Умеренный муссонный климат, Умеренный океанический климат;

 

Субполярный пояс - Субполярный климат: Субарктический климат, Субантарктический  климат;

 

Полярный пояс - Полярный климат: Арктический климат, Антарктический климат;

 

Прочие: Континентальный климат, Морской  климат, Высокогорный климат, Аридный  климат, Гумидный климат, Нивальный  климат, Солярный климат, Муссонный  климат, Пассатный климат.

 

           3.3 Характеристика климатов

 

            Экваториальный пояс. В экваториальном поясе преобладают влажные экваториальные воздушные массы. Температуры воздуха высокие (24 ... 28 0С). Восходящие потоки воздуха порождают мощные кучево-дождевые облака, которые ежедневно приносят ливни с грозами. Выпадению большого количества осадков за год (свыше 2000 мм) способствуют и пассаты, приносящие влажный океанический воздух. Температура и количество осадков за год почти не меняются.           

 

            Тропический пояс.

            Северный: Африка (Сахара), Азия (Аравия, юг Иранского нагорья), Северная Америка (Мексика, Западная Куба).

            Южный: Южная Америка (Перу, Боливия, Северное Чили, Парагвай), Африка (Ангола, пустыня Калахари), Австралия (центральная часть материка).

            В тропиках состояние атмосферы над материком (землей) и океаном различно, поэтому различают материковый тропический климат и океанический тропический климат.

            Океанический климат похож на экваториальный, но отличается от него меньшей облачностью и устойчивыми ветрами. Лето над океанами теплое (+20–27°С), а зима прохладная (+10–15°С).

            Над землей-тропиками (материковый тропический климат) преобладает область высокого давления, как следствие минимум осадков (от 100 до 250 мм). Этот тип климата отличается очень жарким летом (до +40°С) и прохладной зимой (+15°С). Температура воздуха за сутки способна резко меняться — до 40°С! Такие перепады приводят к разрушению горных пород, созданию массы песка и пыли, поэтому здесь часты пыльные бури.

 

            Умеренный пояс. Этот тип климата, так же, как и тропический, образует два пояса в Северном и Южном полушариях, которые формируются над территориями умеренных широт (от 40–45° Северной и Южной широты до Полярных кругов).

            В умеренном поясе много циклонов. Кроме того, здесь дуют западные ветры, которые круглый год приносят осадки. Лето в этом климатическом поясе теплое (до +25°-28°С), зима холодная (от +4°С до −50°С). Годовое количество осадков от 1000 мм до 3000 мм, а в центре материков всего до 100 мм.

            В умеренном климатическом поясе, в отличие от экваториального и тропического, времена года ярко выражены.

            Умеренный климат также подразделяется на два подтипа — морской и континентальный.

            Морской господствует в западных частях Северной Америки, Южной Америки и Евразии. Его формируют западные ветры, дующие с океана на материк, поэтому здесь довольно прохладное лето (+15 −20°С) и теплая зима (от +5°С). Осадки, приносимые западными ветрами, выпадают круглый год (от 500 до 1000 мм, в горах до 6000 мм).

            Континентальный преобладает в центральных районах материков. Циклоны сюда проникают реже, поэтому здесь более теплое и сухое лето (до +26°С) и более холодная зима (до −24°С), причем снег держится очень долго и тает неохотно.

 

            Полярный пояс. Он господствует на территории выше 65°-70° широты в Северном и Южном полушарии, поэтому образует два пояса: арктический и антарктический. У Полярного пояса есть уникальная особенность — Солнце здесь несколько месяцев не появляется вовсе (полярная ночь) и несколько месяцев не уходит за горизонт (полярный день). Снег и лед отражают больше тепла, чем его получают, поэтому воздух сильно охлажден, а снег не тает почти весь год. Так как здесь формируется область высокого давления, облаков почти нет, ветры слабые, воздух насыщен мелкими ледяными иглами. Средняя температура лета не превышает 0°С, а зимой здесь от -20° до -40°С. Дождик выпадает лишь летом в виде мельчайших капелек — мороси.

            Между основными климатическими поясами располагаются переходные. Здесь воздушные массы меняются по сезонам, приходя из соседних поясов под влиянием вращения Земли.

           а) Субэкваториальный климат. Летом все климатические пояса смещаются к северу, поэтому здесь начинают господствовать экваториальные воздушные массы. Они формируют погоду: много осадков (1000–3000 мм), средняя температура воздуха +30°С. Солнце еще весной достигает зенита и нещадно палит. Зимой все климатические пояса смещаются на юг, и в субэкваториальном поясе начинают господствовать тропические воздушные массы, зима прохладнее, чем лето (+14°С). Осадков выпадает мало. Почвы после летних дождей просыхают, поэтому в субэкваториальном поясе, в отличие от экваториального, мало болот. Территория этого климатического пояса благоприятна для жизни людей, поэтому именно здесь находятся многие центры возникновения цивилизации.

            Субэкваториальный климат образует два пояса. К северному относятся: Панамский перешеек (Латинская Америка), Венесуэла, Гвинея, пояс Сахельских пустынь в Африке, Индия, Бангладеш, Мьянма, весь Индокитай, Южный Китай, часть Азии. К южному поясу относятся: Амазонская низменность, Бразилия (Южная Америка), центр и восток Африки и северное побережье Австралии.

           б) Субтропический климат. Здесь летом преобладают тропические воздушные массы, а зимой — воздушные массы умеренных широт, что и определяет погоду: жаркое, сухое лето (от +30°С до +50°С) и относительно холодная зима с осадками, причем устойчивого снежного покрова не образуется.

           в) Субполярный климат. Этот климатический пояс расположен только на северных окраинах Евразии и Северной Америки. Летом из умеренных широт сюда приходят влажные воздушные массы, поэтому лето здесь прохладное (от +5°С до +10°С) Несмотря на небольшое количество осадков, испаряемость низка, так как угол падения солнечных лучей невелик и земля плохо прогревается. Поэтому в субполярном климате на севере Евразии и Северной Америки много озер и болот. Зимой сюда приходят холодные арктические воздушные массы, поэтому зимы длинные и холодные, температура может опускаться до -50°С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Воздушные массы.  Атмосферные и климатические  фронты

 

           4.1 Воздушные массы

 

            Воздух тропосферы и нижней стратосферы в результате взаимодействия с другими геосферами приобретает определенные свойства. Неодинаковое поступление солнечной радиации, различная подстилающая поверхность, а в последнее время и деятельность человека обусловливают своеобразие теплооборота, влагооборота и циркуляции атмосферы. Однако на земной поверхности имеются обширные области, где формируется сравнительно однородный по физическим свойствам воздух. Размеры таких областей составляют тысячи квадратных километров. Такие однородные объемы воздуха называются воздушными массами. Воздушная масса — крупный объем воздуха тропосферы и нижней стратосферы, обладающий относительно однородными свойствами и движущийся как единое целое в одном из потоков обшей циркуляции атмосферы.

            Размеры воздушной массы сопоставимы с частями материков. Протяженность — тысячи километров, мощность — 22 — 25 км. Территории, над которыми формируются воздушные массы, называются очагами формирования. Они должны обладать однородной подстилающей поверхностью (суша или море), определенными тепловыми условиями и временем, необходимым для их образования. Подобные условия существуют в барических максимумах над океанами, в сезонных максимумах над сушей.

            Типичные свойства воздушная масса имеет только в очаге формирования, при перемещении она трансформируется, приобретая новые свойства. Приход тех или иных воздушных масс вызывает резкие смены погоды непериодического характера. При трансформации воздушных масс большое значение имеет скорость движения. Если скорость движения большая, то воздушная масса дольше сохраняет свои свойства. Следовательно, погода на территории, куда движется воздушная масса, изменяется значительно. При медленном перемещении воздушная масса успевает трансформироваться и погода существенно не меняется. По отношению к температуре подстилающей поверхности воздушные массы делят на теплые и холодные. Теплая воздушная масса перемещается на холодную подстилающую поверхность, она приносит потепление, но сама охлаждается. Холодная воздушная масса приходит на теплую подстилающую поверхность и приносит похолодание.

            По условиям образования воздушные массы подразделяют на четыре типа: экваториальная, тропическая, полярная (воздух умеренных широт) и арктическая (антарктическая). Экваториальная воздушная масса образуется в низких широтах, характеризуется высокими температурами и большой относительной и абсолютной влажностью. Тропическая воздушная масса формируется в тропических шпротах. Температура в течение года не опускается ниже 20 °С, относительная влажность невелика. Полярная воздушная масса, или воздух умеренных широт, образуется в умеренных широтах. Температуры зимой отрицательные, летом положительные; годовая амплитуда температур значительна, абсолютная влажность увеличивается летом и уменьшается зимой, относительная влажность средняя. Арктическая (антарктическая) воздушная масса формируется в полярных широтах. Температуры в течение года отрицательные, абсолютная влажность небольшая.

            В каждом типе выделяется два подтипа — морской и континентальный. Для континентального подтипа, образующегося над материками, характерна большая амплитуда температур и пониженная влажность. Морской подтип формируется над океанами, следовательно, относительная и абсолютная влажность у него повышена; амплитуды температур значительно меньше континентальных.

 

            4.2. Атмосферные и климатические фронты

 

            Воздушные массы находятся в постоянном движении, при их сближении возникают атмосферные фронты. Атмосферный фронт - узкая переходная зона, разделяющая на значительном протяжении воздушные массы с разными физическими свойствами.

            Ширина фронтальных зон — несколько сотен километров, длина — тысячи километров, вертикальная мощность — до высоты 20 км. Чаще всего атмосферные фронты возникают в умеренных широтах, где встречается холодный воздух из высоких широт и теплый воздух из тропических широт. Фронтальная зона в пространстве изображается фронтальной поверхностью. Фронтальная поверхность наклонена к земной поверхности под углом окаю 1°. Под фронтальной поверхностью находится более тяжелый холодный воздух, над ней - более легкий теплый воздух. Пересечение горизонтальной поверхности с земной образует линию фронта. На линии фронта скачком меняются температура, влажность, облачность, давление, направление и скорость ветра. Атмосферные фронты подразделяются на теплый, холодный и окклюзии. Холодный фронт, в свою очередь, делится на холодные фронты I и II рода, а фронт окклюзии может быть по типу как теплого, так и холодного фронтов.

            Теплым фронтом называется такой фронт, когда теплая воздушная масса более активна и перемещается в направлении холодной воздушной массы. Линия фронта при этом смешается в сторону холодного воздуха. После прохождения теплого фронта наступает потепление. Движение холодного воздуха у подстилающей поверхности тормозится, поверхность раздела воздушных масс растягивается и становится пологой.

            Холодный фронт образуется при наступлении холодной воздушной массы в направлении теплой воздушной массы. Линия фронта перемещается в сторону теплого воздуха. Движение холодного воздуха наверху быстрее, поверхность раздела становится более крутой. При холодном фронте I рода, когда скорость движения фронта небольшая, теплый воздух спокойно поднимается по поверхности холодного. Когда скорость движения возрастает (холодный фронт II рода), теплый воздух выталкивается вверх.

            В атмосфере нередко возникают и более сложные фронты, при смыкании теплого и холодного фронтов возникают фронты окклюзии. Здесь соседствуют два холодных воздуха, теплый воздух не контактирует с поверхностью, он поднимается вверх. Процесс может развиваться по типу теплого фронта, если наступающий холодный воздух немного теплее, или по типу холодного, если наступающий холодный воздух холоднее.

            На климатических картах можно выделить зоны, где чаще всего встречаются разные типы воздушных масс, здесь проходят климатические фронты. Климатические фронты - средние многолетние наиболее типичные положения серии атмосферных фронтов возникающих между типами или подтипами воздушных масс.

            Главные климатические фронты разделяют типы воздушных масс, вторичные — подтипы воздушных масс. Существуют арктический (антарктический) фронт, разделяющий арктическую и полярную воздушные массы, полярный фронт — между полярной и тропической воздушной массами, тропический фронт, разделяющий тропическую и экваториальную воздушные массы. Любой фронт выражен лучше, когда взаимодействующие воздушные массы резко различаются по своим свойствам. При взаимодействии воздушных масс, слабо различающихся по физическим свойствам, фронт размывается и порой исчезает. Следовательно, климатические фронты не опоясывают весь земной шар, они разделены на отдельные ветви (Иранская, Средиземноморская).          

            Некоторые фронты сохраняются в течение всего года, другие — обостряются в один из сезонов. Фронты смешаются вслед за Солнцем: в июне занимают крайнее северное (летнее в Северном полушарии) положение, в декабре — крайнее южное (зимнее в Северном полушарии). Анализ положения климатических фронтов позволяет сделать вывод, что на Земле существуют зоны, где в течение года господствует только одна воздушная масса, и зоны, где воздушные массы меняются по сезонам. Процессы формирования и смещения воздушных масс, образования фронтов положены в основу генетической классификации климатов Б.П.Алисова.